KR20130029319A - 틸트 기능을 구비한 자전거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커브길을 안전하게 주행할 수 있도록 하는 틸트 기능을 구비한 자전거에 관한 것으로, 손잡이와 연결된 포크가 전방 일측에 회동가능하게 구비된 본체와; 상기 본체의 후방에 회전가능하게 구비되는 후륜과; 상기 포크의 단부에 회전가능하게 구비되는 한 쌍의 좌측 전륜 및 우측 전륜과; 상기 포크의 회동에 의하여 상기 좌측 전륜 및 우측 전륜이 회동하여 상기 본체의 진행 방향이 전환될 경우에 상기 본체를 전환된 진행 방향 측으로 상기 포크의 회동 정도에 따라 경사지게 배치시키는 틸트부를; 포함하여 구성됨으로써, 초보자의 경우 또는 속도가 빠른 경우라 할지라도 기울기 구동의 미숙으로 인하여 넘어지는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

틸트 기능을 구비한 자전거{BICYCLE HAVING TILT FUNCTION}
본 발명은 자전거에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 틸트 기능을 구비한 자전거에 관한 것이다.
도 1은 종래의 자전거의 구조를 도시한 사시도이다.
도면에 도시한 바와 같이, 종래의 자전거는 패달(5)과 핸들(6) 및 안장(4)이 각각의 프레임상에 설치된 본체(1)에 전륜(2)과 후륜(3)이 각각 장착되어 운전자의 패달구동에 따라 작동하는 2륜 휠타입의 주행수단을 기본 골격하고 있다.
이러한 구성을 갖는 자전거는, 어린이들은 물론 부녀자나 남녀 노소에 상관없이 손쉽게 핸들조작 및 주행방법을 배울 수 있어서 가까운 거리에 대한 운송수단으로서 기능을 제공할 뿐 아니라 자전거 전용도로에서 친구들과 함께 자전거 타기를 하며 여가를 즐길 수 있는 놀이기구기능 등 그 용도가 매우 다양하게 활용되고 있는 실정이다.
특히, 2륜 휠타입의 자전거는 본체를 구성하는 프레임의 전,후방에 각각 1개의 휠 타이어를 장착시킴에 따라 무게중심이 전륜과 후륜의 나란한 각도에 의해 운전자의 하중분포가 안장을 무게중심으로 지면과 수직한 구조를 이루고 있다.
그런데 이러한 2륜 휠 타입의 자전거는 각각의 휠이 접촉되는 지면에 대하여 수직한 구조로 무게중심이 형성됨에 따라 본체(1)의 수직 안정성이 매우 불안정하게 되므로써 어린이들은 물론 운동신경이 발달한 어른들도 자전거에서 몸의 균형을 잡고 주행할 수 있는 기술을 익히기 위해서 상당히 많은 연습이 필요한 단점이 있다.
또한, 자전거는 회전시 차체를 전체적으로 진행방향으로 기울여야 하는데, 초보자의 경우 또는 속도가 빠른 경우, 위 기울기 구동의 미숙으로 인하여 넘어지는 사고가 발생한다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도면에는 도시하지 않았지만, 자전거의 후륜의 양측면에 보조 바퀴를 체결하여 차체를 진행방향으로 기울이더라도 넘어지지 않도록 하고 있으나, 이를 위해서는 별도의 보조 바퀴를 구입하여 자전거의 후륜(3)에 체결하는 작업을 수행해야 하므로 사용자의 입장에서 번거로울 뿐만 아니라, 보조 바퀴의 크기가 자전거 후륜(3)의 크기보다 상당히 작은 크기로 제작되기 때문에 급격한 커브길에서는 상당량의 감속을 하지 않으면 보조바퀴를 구비하지 않는 자전거와 마찬가지로 넘어지는 사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 초보자의 경우 또는 속도가 빠른 경우라 할지라도 기울기 구동의 미숙으로 인하여 넘어지는 사고를 방지할 수 있는 틸트 기능을 구비한 자전거를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 틸트 기능을 구비한 자전거는, 손잡이와 연결된 포크가 전방 일측에 회동가능하게 구비된 본체와; 상기 본체의 후방에 회전가능하게 구비되는 후륜과; 상기 포크의 단부에 회전가능하게 구비되는 한 쌍의 좌측 전륜 및 우측 전륜과; 상기 본체의 진행 방향이 전환될 경우에 상기 본체를 전환된 진행 방향 측으로 기울일 수 있도록 지면에 대하여 상기 포크가 경사지게 배치되도록 하는 틸트부를; 포함한 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 포크의 하단에는 상기 포크의 회동에 따라 함께 회동하는 설치판이 구비되고, 상기 설치판의 양측에는 각각 좌측 회전축과 우측 회전축이 힌지 결합되며, 상기 좌측 회전축과 우측 회전축에는 상기 좌측 전륜과 우측 전륜이 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다.
그리고, 상기 틸트부는 상기 포크의 회동 중심축과 나란한 중심축을 기준으로 설치판에 회동 가능하게 설치되는 포크 베벨기어와, 상기 포크 베벨기어와 기어구동하도록 상기 설치판에 회동가능하게 설치된 전륜 베벨기어와, 상기 전륜 베벨기어의 양측으로 연장 형성된 지지부와, 일단이 상기 지지부의 좌측에 힌지 결합되고 타단이 상기 좌측 회전축에 힌지 결합된 좌측 힌지축과, 일단이 상기 지지부의 우측에 힌지 결합되고 타단이 상기 우측 회전축에 힌지 결합된 우측 힌지축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌측 힌지축과 우측 힌지축은 유압 실린더나 혹은 공압 실린더로 구성될 수 있다.
아울러, 상기 좌측 힌지축과 우측 힌지축의 주연부에는 별도의 완충스프링이 더 구비될 수 있다.
그리고, 상기 본체의 전방에 회동가능하게 결합된 상기 포크에는 상기 본체 전방의 측면과 선택적으로 접촉되어 상기 포크의 회동 각도를 구속할 수 있는 회동구속부가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 회동구속부는 상기 본체의 전방과 접촉되는 상기 포크의 외주면에 구비되어 상기 포크의 회동 운동에 따라 함께 회동 운동하며 전면과 후면이 개구 형성되어 상기 본체의 전방이 삽입되는 직육면 형상의 각형부재로 구성할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 틸트 기능을 구비한 자전거 및 틸트 기능을 구비한 자전거는, 초보자의 경우 또는 속도가 빠른 경우라 할지라도 기울기 구동의 미숙으로 인하여 넘어지는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 자전거의 구조를 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거의 구조를 도시한 사시도이며,
도 3은 도 2의 전륜을 배면에서 바라본 구조를 도시한 배면도이고,
도 4a와 도 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거가 좌회전할 경우나 혹은 우회전할 경우의 동작을 도시한 작동도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거의 구조를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 전륜을 배면에서 바라본 구조를 도시한 배면도이고, 도 4a와 도 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거가 좌회전할 경우나 혹은 우회전할 경우의 동작을 도시한 작동도이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트 기능을 구비한 자전거는, 손잡이(110)와 연결된 포크(120)가 전방 일측에 회동가능하게 구비된 본체(100)와. 본체(100)의 후방에 회전가능하게 구비되는 후륜(200)과, 포크(120)의 단부에 회전가능하게 구비되는 한 쌍의 좌측 전륜(310) 및 우측 전륜(320)과, 본체(100)의 진행 방향이 전환될 경우에 본체(100)를 전환된 진행 방향 측으로 기울일 수 있도록 지면에 대하여 포크(120)가 경사지게 배치되도록 하는 틸트부(400)를 포함하여 구성되어 있다.
본체(100)의 전방과 후방에는 각각 전륜(300)과 후륜(200)이 회전가능하게 구비되는데, 전륜(300)은 손잡이(110)에 고정되어 손잡이(110)의 회동에 따라 함께 회동하는 포크(120)의 단부에 회전 가능하게 결합되어 있다.
본체(100)의 전방에 회동가능하게 결합된 포크(120)에는 본체(100) 전방의 측면과 선택적으로 접촉되어 포크(120)의 회동 각도를 구속할 수 있는 회동구속부(190)가 더 구비되는데, 회동구속부(190)는 본체(100)의 전방과 접촉되는 포크(120)의 외주면에 구비되어 포크(120)의 회동 운동에 따라 함께 회동 운동하며 전면과 후면이 개구 형성되어 본체(100)의 전방이 삽입되는 직육면 형상의 각형부재(190)로 구성할 수 있다.
포크(120)를 회동시에 각형부재(190)의 측면이 본체(100)의 전방과 간섭됨으로써 포크(120)가 일정 각도 이상으로 회동됨으로써 자전거가 전복됨을 방지할 수 있으며, 각형부재(190)의 폭을 조절함으로써 포크(120)의 회동 각도를 조절할 수 있다.
포크(120)의 단부 영역 'ㄱ'자 형상을 종단면을 갖는 판상의 설치판(130)이 고정 결합되어 있다.
설치판(130)의 양측에는 각각 좌측 회전축(140)과 우측 회전축(150)이 힌지 결합되며, 좌측 회전축(140)과 우측 회전축(150)에는 좌측 전륜(310)과 우측 전륜(320)이 각각 회전 가능하게 결합되어 있다.
본체(100)의 중앙 영역에는 자전거 운전자가 앉아서 자전거를 운전할 수 있도록 하는 안장(160)이 설치되어 있는데, 안장(160)은 운전자의 신장에 따라 높이를 조절할 수 있도록 본체(100)의 높이 방향을 따라 이동 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
안장(160)의 하부 영역에는 운전자가 자전거를 운전시에 자전거가 전방으로 진행되도록 할 수 있는 동력을 제공하는 복수의 페달(170)이 구비되어 있으며, 페달(170)과 후륜(200) 사이에는 페달(170)에서 발생되는 동력을 후륜(200)으로 전달할 수 있는 동력전달부(180)가 설치되어 있다.
도면에는 도시하지 않았지만 동력전달부(180)는 페달(170)의 중심과 연결된 구동기어와, 후륜(200)의 중심에 구비된 복수의 피동기어와 상기 구동기어와 피동기어를 연결하는 체인으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 틸트부(400)는 포크(120)의 회동 중심축과 나란한 중심축을 기준으로 설치판(130)에 회동 가능하게 설치되는 포크 베벨기어(410)와, 포크 베벨기어(410)와 기어구동하도록 설치판(130)에 회동가능하게 설치된 전륜 베벨기어(420)와, 전륜 베벨기어(420)의 양측으로 연장 형성된 지지부(430)와, 일단이 지지부(430)의 좌측에 힌지 결합되고 타단이 좌측 회전축(140)에 힌지 결합된 좌측 힌지축(440)과, 일단이 지지부(430)의 우측에 힌지 결합되고 타단이 우측 회전축(150)에 힌지 결합된 우측 힌지축(450)을 포함하여 구성될 수 있다.
포크 베벨기어(410)는 설치판(130)의 하면에 포크(120)의 회동 중심축과 나란한 중심축을 기준으로 회동 가능하도록 설치되며, 포크 베벨기어(410)의 회동 중심축과 직각을 이루는 중심축을 형성하는 설치판(130)의 판면에는 포크 베벨기어(410)와 맞물리어 회전 구동하는 전륜 베벨기어(420)가 회전 가능하게 설치되어 있다.
전륜 베벨기어(420)에는 전륜 베벨기어(420)의 회전에 따라 전륜 베벨기어(420)와 함께 회전 운동하는 지지부(430)가 고정 결합되어 있으며, 전륜 베벨기어(420)의 양단에는 각각 좌측 힌지축(440)과 우측 힌지축(450)의 일단이 힌지 결합되어 있다.
그리고, 좌측 힌지축(440)과 우측 힌지축(450)의 타단은 각각 좌측 회전축(140)과 우측 회전축(150)에 힌지 결합되어 좌측 전륜(310)과 우측 전륜(320)을 지지함과 동시에 자전거가 커브길을 진행시에 포크(130)가 지면과 일정한 각도를 이루도록 한다.
좌측 힌지축(440)과 우측 힌지축(450)은 유압 실린더나 혹은 공압 실린더로 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 공압 실린더로 구성하여 커브길을 진행시에 지면에 대하여 포크(130)를 신속하게 경사지게 배치시킬 수 있도록 하는 것이 효과적이다.
그리고, 좌측 힌지축(440)과 우측 힌지축(450)의 주연부에는 평탄하지 않는 울퉁불퉁한 길을 자전거로 이동시에 노면으로부터 전달되는 충격이 완충되도록 하는 별도의 완충스프링(460)이 더 구비될 수 있다.
완충스프링(460)은 압축코일스프링으로 형성되어 일단과 타단이 좌측 힌지축(440)이나 혹은 우측 힌지축(450)에 구비된 걸림턱과 접촉되어 일정한 탄성력이 축적된 상태로 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 틸트부를 구비한 자전거를 운전하는 방법은 다음과 같다.
사용자가 자전거의 안장(160)에 앉아서 사용자의 다리로 페달(170)을 돌리면 동력전달부(180)에 의하여 페달(170)에서 발생하는 동력이 후륜(200)으로 전달되어 자전거가 전방으로 진행하게 된다.
자전거가 진행하다가 커브길에 접하게 되면 사용자는 손잡이(110)를 커브길 방향으로 회동시키면 설치판(130)이 회전하면서 설치판(130)에 힌지 결합되어 있는 좌측 전륜(310)과 우측 전륜(320)이 함께 커브길 방향으로 회동하게 된다.
그리고, 사용자가 원심력에 대한 저항력을 높일 수 있도록 포크(120)와 연결된 손잡이(110)를 커브 방향으로 기울이면 본체(100)가 함께 커브 방향으로 기울여지게 된다.
도 4a와 도 4b에 도시한 바와 같이, 포크(120)를 기울이면 설치판(130)에 회전 가능하게 연결된 전륜 베벨기어(420)와 포크 베벨기어(410)가 회전하게 되고, 전륜 베벨기어(420)가 회전함에 따라 전류 베벨기어(420)와 고정 결합되어 있는 지지부(430)가 회전하면서 좌측 전륜(310)과 우측 전륜(320)은 지면과 수직을 이룬 상태에서 포크(120)가 기울어지게 된다.
여기서, 자전거가 좌측 커브길로 진입할 경우에 사용자는 포크(120)를 도 4a에 도시한 바와 같이, 좌측으로 기울이게 되고, 자전거가 우측 커브길로 진입할 경우에 사용자는 포크(120)를 도 4b에 도시한 바와 같이, 우측으로 기울이게 되는 것이다.
상술한 바와 같은 상태는 좌측 전륜(310)과 우측 전륜(320)은 지면에 대하여 수직을 이루면서 자전거 본체(100)를 지지하고, 포크(120)만 자전거의 진행 방향 측으로 기울어진 상태에서 커브길을 따라 자전거가 이동하므로 초보자의 경우, 또는 속도가 빠른 경우라 할지라도, 기울기 구동의 미숙으로 인하여 넘어지는 사고를 방지할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 본체 110 : 손잡이
120 : 포크 130 : 설치판
140 : 좌측 회전축 150 : 우측 회전축
160 : 안장 170 : 페달
180 : 동력전달부 200 : 후륜
300 : 전륜 310 : 좌측 전륜
320 : 우측 전륜 400 : 틸트부
410 : 포크 베벨기어 420 : 전륜 베벨기어
430 : 지지부 440 : 좌측 힌지축
450 : 우측 힌지축 460 : 완충스프링

Claims (7)

  1. 손잡이와 연결된 포크가 전방 일측에 회동가능하게 구비된 본체와;
    상기 본체의 후방에 회전가능하게 구비되는 후륜과;
    상기 포크의 단부에 회전가능하게 구비되는 한 쌍의 좌측 전륜 및 우측 전륜과;
    상기 본체의 진행 방향이 전환될 경우에 상기 본체를 전환된 진행 방향 측으로 기울일 수 있도록 지면에 대하여 상기 포크가 경사지게 배치되도록 하는 틸트부를;
    포함한 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포크의 하단에는 상기 포크의 회동에 따라 함께 회동하는 설치판이 구비되고, 상기 설치판의 양측에는 각각 좌측 회전축과 우측 회전축이 힌지 결합되며, 상기 좌측 회전축과 우측 회전축에는 상기 좌측 전륜과 우측 전륜이 각각 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 틸트부는 상기 포크의 회동 중심축과 나란한 중심축을 기준으로 설치판에 회동 가능하게 설치되는 포크 베벨기어와, 상기 포크 베벨기어와 기어구동하도록 상기 설치판에 회동가능하게 설치된 전륜 베벨기어와, 상기 전륜 베벨기어의 양측으로 연장 형성된 지지부와, 일단이 상기 지지부의 좌측에 힌지 결합되고 타단이 상기 좌측 회전축에 힌지 결합된 좌측 힌지축과, 일단이 상기 지지부의 우측에 힌지 결합되고 타단이 상기 우측 회전축에 힌지 결합된 우측 힌지축을 포함한 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 좌측 힌지축과 우측 힌지축은 유압 실린더나 혹은 공압 실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 좌측 힌지축과 우측 힌지축의 주연부에는 별도의 완충스프링이 더 구비된 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체의 전방에 회동가능하게 결합된 상기 포크에는 상기 본체 전방의 측면과 선택적으로 접촉되어 상기 포크의 회동 각도를 구속할 수 있는 회동구속부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회동구속부는 상기 본체의 전방과 접촉되는 상기 포크의 외주면에 구비되어 상기 포크의 회동 운동에 따라 함께 회동 운동하며 전면과 후면이 개구 형성되어 상기 본체의 전방이 삽입되는 직육면 형상의 각형부재인 것을 특징으로 하는 틸트 기능을 구비한 자전거.
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